Fe-C diyagramına göre dökme demirler % 2 - 6,7 aralığında karbon içerir.

Karbon gevrekliği artırdığından ticari uygulamalar için dökme demirin karbon içeriği max. % 4 ile sınırlıdır.

Dökme demirlerin mikroyapısında sementit yerine grafit bulunur. Silisyum grafit oluşumunu teşvik eder.

Dökme demirler Fe-C-SiFe-C-Si alaşımı olarak kabul edilir (% 2 - 4 C + % 0,5 - 3 Si).

Dökme demirlerin kimyasal bileşim sınırları geniştir

Ötektik reaksiyon:Ötektik reaksiyon:

Sıvı Sıvı Ostenit + Sementit Ostenit + Sementit (Metastable)Sıvı Sıvı Ostenit + Grafit Ostenit + Grafit (Stable)

Düşük soğuma hızı, yüksek C ve Si kararlı dönüşümü teşvik eder.

Ötektoid reaksiyon:Ötektoid reaksiyon:

Yavaş Soğuma:Yavaş Soğuma:

Ostenit Ferrit + Grafit

Düşük soğuma hızında (örneğin fırın içinde) ostenit ferrit ve grafite dönüşür. Bu işlem tavlama olarak isimlendirilir.

Hızlı Soğuma:Hızlı Soğuma:

Ostenit Ferrit + Sementit

Yüksek soğuma hızında (örneğin havada) ostenit perlite dönüşür Bu işlem normalizasyon olarak isimlendirilir. Bazı alaşım elementleri (ör % 0,05 Sn ve % 0,5 Cu) perlitik dönüşümü teşvik eder.

Matris su verme + temperleme veya ostemperleme (beynitik yapı) işlemleri ilde değiştirilebilir.

Dökme demirlerin matrisi;

Ferritik (yavaş soğutma),

Perlitik (hızlı soğutma),

Beynitik (ostempeleme)

Martensitik (su verme + temperleme veya martemperleme) olabilir.

Isıl İşlemlerSu verme ve temperleme

Martemperleme

Ostemperleme

Tavlama

Normalizasyon

Aşınma direncini geliştirme amaçıyla martensitik matris oluşturma

Beynitik matris oluşturma

Talaşlı işlenebilirliği geliştirmek amacıyla yüksek sıcaklıktan yavaş soğutma

Yüksek sıcaklıktan havada soğutma ile matrisi perlit yaparak mukavemeti artırma

Silisyumun Etkisi

• Sementit yerine grafit oluşumunu teşvik eder

Fe3C 3 Fe + C (grafit)

• Ötektik noktayı düşük C değerlerine kaydırır.

Ceş = % C + 1/3 %Si

Ceş = % 4,3 ötektik bileşim

Ceş > % 4,3 ötektik üstü

Ceş < % 4,3 ötektik altı

• Grafit morfolojsini belirler

(a) Gri Dökme Demir, (b) Beyaz Dökme Demir, (c) Temper Dökme Demir (d) Küresel Grafitli Dökme demir (e) Vermikular Grafitli Dökme Demir

Grafit Morfolojisinin KontroluGrafit Morfolojisinin Kontrolu

Gri Dökme DemirGri Dökme Demir

• En genel ve en ucuz dökme demir türdür.

• Bileşiminde % 2,5 - 4 C ve %1 -3 Si bulunur.

• Katılaşmadan sonra içerdiği karbonun büyük bir kısmı grafit lamelleri bulunur.

•Mikroyapıda demir fosfor ötektiği olan steadit fazı da bulunabilir.

•Matris genellikle perlitik ve/veya ferritiktir.

•Kırık yüzeyi gri renktedir.

•Grafitin lamelerin çentik etkisi nedeniyle çekme mukavemeti ve kopma uzaması düşüktür (%1 'den az).

•Basma gerilmelerine karşı yüksek direnç gösterirler.

•Talaşlı işlemeye çok uygundur.

•Aşınma dirençleri ve titreşimleri sönümleme kapasitesi de yüksektir.

•TSE’ye göre DDL (dökme demir lamel grafitli) DIN’e göre GG (Gusseisen mit Lamellen graphit=Grauguss) işareti ile gösterilirler. DDL 10 = GG 10 = çekme mukavemeti 10 kg/mm².

•ASTM’ye göre gri dökme demir Class 20,30,40 vb şekilde sınıflara ayrılmıştır. Class 20 = çekme mukavemeti 20.000 psi.

Özellikler

Beyaz Dökme Demir

Bileşimlerinde genellikle % 1,8-3,6 C ve % 0,5-1,9 Si bulunur.

Ceş’in düşük olması nedeniyle, karbon katılaşmadan sonra grafit yerine karbür oluşturur.

Kırılma yüzeyi beyaz ve kristalin görünümdedir.

Döküm halindeki mikroyapı genellikle perlitik matris içinde iri demir karbürler içermektedir.

Krom ve molibden gibi alaşım elementlerinin ilavesi mikroyapıda alaşım karbürlerinin oluşmasını teşvik eder.

Isıl işlemle matris yapısının martensite dönüştürerek sertliğini artırmak mümkündür.

Yüksek sertliğe sahip olan beyaz dökme demirler yüksek abrasif aşınma direnci gerektiren mühendislik uygulamasında tercih edilir. Alaşım elementi ilavesi ile korozyon ve ısıl direnci geliştirilebilir.

Temper Dökme Demir

Beyaz dökme demirin temperleme olarak tabir edilen ısıl işlemle mikroyapıdaki karbürlerin parçalanması sonucu rozet şekilli grafitlerin (temper karbon) oluştuğu dökme demir türüdür.

925°C’de sementit ostenit ve grafite ayrışır.

Ferritik matris elde etmek için 760-700°C aralığında yavaş soğutma (5 -15°C/h) yapılmalıdır. Bu durumda ostenit ferrite dönüşürken fazla karbon grafit rozetlerine dogru yayınır.

Havada soğutma perlitik yağda soğutma martensitik matris oluşturur.

Beyaz Dökme Demir

Isıl İşlem

Dekarbürizan ortam

Karbürizan ortam

Beyaz Temper

Dökme Demir

Yavaş Soğutma

Hızlı Soğutma

Siyah Temper

Dökme Demir

Perlitik Siyah Temper Dökme Demir

Temper dökme demirlerin mikroyapısında nispeten küresel küresel grafitlerin mevcudiyeti üstün mukavemet - süneklik kombinasyonu sağlar.

Matrisin ferritik veya perlitik olması ısıl işlem koşullan ile ilgilidir.

Ortası beyaz temper döküm daha çok Avrupa’da üretilmekte olup, beyaz dökme demirin oksitleyici ortamda tutulması ile ilde edilir.

Ortası siyah temper döküm çoğuklukla Amerika’da üretilmekte olup, beyaz dökme demirin nötr bir ortamda temperlenmesi ile elde edilir.

TSE’ye göre Beyaz Temper Dökme Demir BTD Siyah Temper Dökme Demir STD işareti ile gösterilir. Takip eden sayılar kg/mm² cinsinden min çekme mukavemetini gösteriri.

DIN göre yapılan sınıflandırmada Beyaz Dökme Demir GTW, Siyah Temper Dökme Demiri GTS işareti ile gösterilir.

ASTM’ye göre siyah temper dökme demir sınıflandırması:

35.018: Ferritik, Akma Muk 35.000 psi (min), %18 kopma uzaması (min)

53.004: Perlitik, Akma Muk 53.000 psi (min), %4 kopma uzaması (min)

Küresel Grafitli Dökme Demir

Mikroyapısında grafitin küresel morfolojide bulunduğu dökme demir türüdür.

Grafitin küresel morfolojisi sıvı demirin % 0.07 oranında magnezyum veya seryum ile aşılanmasıyla elde edilir.

Bileşimlerinde genellikle %3,0 – 4,0 karbon ve % 1,8 – 2,8 silisyum bulunur.

Küresel grafitli dökme demir üretimi için;

Öncelikle kükürt giderme yapılmalıdır (kükürt grafitin lameler morfolojide büyümesini teşvik eder).

Sıvı demire magnezyum veya seryum ilave edilmelidir.

Magnezyum, sıvı metaldeki kükürt ve oksijeni giderir ve grafitin küresel formda büyümesini sağlar

Küresel Grafli DD

•Sıcak yırtılma yok

•Ferritik kalitenin üretimi pahalı

•Perlitik kalite dökülmüş halde elde edilir

•Tavlama süresi kısa

•Isıl işlemle kolay sertleşme, az çarpılma

Temper DD

•Sıcak yırtılma var

•Ferritik kalitenin üretimi ucuz

•Perlitik kalite alaşımlama veya ısıl işlemle elde edilir

•Tavlama süresi uzun

•Çarpılma problemi olabilir

TSE’ye göre DDK (Dökme demir küresel grafitli, DIN ‘e göre GGG simgesi ile gösterilirler. İzleyen sayılar min çekme mukavemetidir.

ASTM’ye göre min çekme mukavemeti, akma mukavemeti ve kopma uzaması rakamları ile karakterize edilir.

60-40-18 işaretli dökme demir; 60.000 psi min çekme mukavemeti, 40.000 psi akma mukavemeti % 18 uzamaya sahip küresel grafitli dökme demir

Talaşlı işlenme kabiliyeti yüksektir. İşlenebilirliği eşdeğer sertlikteki gri dökme demirden daha iyidir.

Grafitin küresel morfolojisi nedeniyle çeliklerle kıyaslanabilecek mertebede mukavemet ve tokluk değerlerine sahiptir.

Korozyon direnci gri dökme demire eşit, karbon çeliğinden daha iyidir

Döküm halinde ferritik ve/veya perlitik olan matriks yapısını ısıl işlemle martensite (su verme + temperleme veya martemperleme) ve beynite (ostemperleme) dönüştürmek mümkündür.

Özellikler

365 C’de 365 C’de ostemperleme ostemperleme

Akma Muk. Akma Muk. (MPa) (MPa)

Çekme Çekme Muk.Muk.

(MPa) (MPa)

Kopma Kopma Uz.Uz.

(%) (%)

Sertlik Sertlik (HV 5) (HV 5)

DökümDöküm 262262 397397 2828 175175

30 dak30 dak 816816 11111111 33 345345

90 dak90 dak 790790 10971097 1111 319319

120 dak120 dak 778778 10861086 1212 302302

Döküm

Ostemper

Sıvı demire, grafitin küreleşme için gerekli olandan daha az miktarda Mg,, Ce, Ti ilavesi ile üretilir. Kükürt miktarı %0,035’den az olmalıdır.

Mikroyapısında grafitler yarı küresel morfolojidedir.

Mekanik özelliklerin gri dökme demirle küresel grafitli dökme demir arasındadır.

Gri dökme demirden daha yüksek mukavemete, tufal oluşum direncine ve ısı iletimine sahiptir.

Matris ferritik veya perlitik olabilir.

Vermüküler Grafitli Dökme Demir

Ferritik Perlitik

Çekme Mukavemeti (MPa) 365 440

Akma Mukavemeti (MPa) 260 305

Sertlik (BSD) 140-155 225-245

20C’de Darbe En. (joule) 7 3

DÖKME DÖKME DEMİRLERİN DEMİRLERİN

KAYNAĞIKAYNAĞI

• Bileşimlerinde yüksek karbon bulunması nedeniyle dökme demirler kaynağı zor fakat imkansız olmayan bir metaldir. Kaynağın zor olmasının nedeni bileşiminde çeliklerin 10 katı kadar karbon bulunmasıdır. Bu nedenle dökme demirlerin kaynak işlemi, yerleşik prosedürlere göre özenle yapılmalıdır.

• Karbon içeriğinin düşük olması dökme demirin kaynak kabiliyetini artırır. Karbon içeriği yüksek olan dökme demirlerin çatlama riski yüksek sıcaklıklarda kaynak yapılarak azaltılabilir.

• Kaynak sonrası yavaş soğutma ile çatlama riski azaltılabilir.

Ön Isıtmanın Faydaları:

• Yağ, gres, çözücüler ve diğer kirlilikleri uzaklaştırmak • Kaynak metalinin ve dökme demirin ergimesini kolaylaştırmak• Kaynak bölgesinde sertlik ve gevrekliği azaltmak • Kaynak bölgesinde sıcaklık gradyantlerinin neden olduğu çatlama riskini ve artık gerilmeleri azaltmak • Distorsiyonla ilgili problemleri en aza indirmek• Kaynak bölgesinin talaşlı işlenmesini kolaylaştırmak

Ön Isıtma Durumuna Göre Dökme Demir Kaynağın SınıflandırılamasıÖn Isıtma Durumuna Göre Dökme Demir Kaynağın Sınıflandırılaması

• Soğuk Kaynak (ön ısıtma yok)

• Sıcak Kaynak (ön ısıtma sıcaklığı 500-600°C)

•Yarı Sıcak Kaynak (ön ısıtma sıcaklığı 200-300°C)

• Dökme demirin mikroyapısında perlit, sementit, martensit bulunması çatlama riskini artırır.

• Ferritik matrisli dökme demirlerde daha düşük kalıntı gerilme oluşur ve daha kolay kaynak yapılabilir.

• Grafitin küresel morfolojide olması daha iyi kaynak yapılmasını sağlar.

•Kaynak bölgesindeki gerilmeleri azaltacak dizayn ile çatlama riski azaltılabilir.

Kaynak MetaliKaynak MetaliMikroyapıda bulunan grafit, sıvılaşmış kaynak Mikroyapıda bulunan grafit, sıvılaşmış kaynak metalinde sementit oluşturabilir. Sementit düşük metalinde sementit oluşturabilir. Sementit düşük soğuma hızlarında grafite dönüşebilirken yüksek soğuma hızlarında grafite dönüşebilirken yüksek soğuma hızlarında yapıda kalabilir. Bu durumda kaynak soğuma hızlarında yapıda kalabilir. Bu durumda kaynak metalinin mikroyapısı martensit + sementit’den oluşur. metalinin mikroyapısı martensit + sementit’den oluşur. Bu yapı, sert, gevrek, yüksek çatlama hassasiyetine Bu yapı, sert, gevrek, yüksek çatlama hassasiyetine sahip ve talaşlı işlenmesi güç bir yapıdır. Kaynak sahip ve talaşlı işlenmesi güç bir yapıdır. Kaynak metalindeki soğuma her tarafta eşit olmazsa (düzensiz metalindeki soğuma her tarafta eşit olmazsa (düzensiz olursa), hızlı soğuyan yerlerde demirkarbür, grafit olursa), hızlı soğuyan yerlerde demirkarbür, grafit lamelleri ve yüksek karbonlu mikroyapının lamelleri ve yüksek karbonlu mikroyapının karışımından oluşan “sert noktalar” meydana gelir.karışımından oluşan “sert noktalar” meydana gelir.

ITABITAB

Kaynak işlemi sırasında kaynak metaline komşu bölgeler yüksek sıcaklıklara ısındıktan sonra hızla soğur. Bu durumda ITAB ‘da karbür çökelmesi ve martensit oluşumu söz konusudur. ITAB’ın çok sert ve gevrektir. Isıl gerilmeler nedeniyle çatlama riski yüksektir.

Metalurjik DönüşümlerMetalurjik Dönüşümler

Dökme demirlere uygulanan kaynağın amacı:Dökme demirlere uygulanan kaynağın amacı:

• Birleştirme

• Tamirat (Döküm hataları, İşleme, aşınma, kırılma vb)

Dökme demirlere uygulanan kaynak yöntemleriDökme demirlere uygulanan kaynak yöntemleri

• Döküm kaynağı

• Termit ergitme kaynağı

• Gaz ergitme kaynağı

• Ark kaynağı

Döküm KaynağıDöküm Kaynağı•En eski kaynak yöntemidir. Dökümhanelerde veya ergitme fırını olan işletmelerde yapılabilir. Diğer yöntemlere göre pahalıdır. Günümüzde kullanımı sınırlıdır.

• Kaynak için önce parçanın kırılan kısmına uygun kalıp hazırlanır ve kırık yüzeyini içine alacak şekilde parçaya oturtulur. Sıvı dökme demir (1150-1250°C) kalıba dökülür ve parça yavaş soğumaya terk edilir.

•Çatlama riskini azaltmak için parça parça ön ısıtmaya ( 500-600°C) tabi tutulmalıdır.

Termit KaynağıTermit Kaynağı

Bu kaynağın esası aluminyumun oksijene karşı olan aşırı ilgisine dayanır. Termit demir oksitle aluminyumun karışımından ibaret bir tozdur. Bu karışım 1200°C’de tutuşur. Tutuşma maddesi, baryum peroksit, aluminyum tozu ve magnezyum talaşıdır. Tutuşmayı müteakip 3000°C sıcaklık elde edilir.

Termit potasındaki ergimiş metal kaynak yapılacak parçanın yerleştirildiği kalıba dökülür. Kaynağı müteakip parça yavaş soğumaya terk edilir. Çatlama riskini azaltmak için ön ısıtma yapılmalıdır.

Bu kaynak metodunda kaynak ısısını, yakıcı (oksijen) ve yanıcı gaz (asetilen, havagazı, propan vs) karışımının oluşturduğu alev sağlar. Oksi-asetilen kaynağı en ekonomik ve alev sıcaklığı 3000°C mertebesindedir.

Asetilen (C2H2) / Oksijen (O2) < 1 ise oksitleyici alev

Asetilen (C2H2) / Oksijen (O2) >1 ise karbonlayıcı alev

Asetilen (C2H2) / Oksijen (O2) = 1 ise nötr alev

Dökme Demirlerin Oksi-asetilen Kaynağı:

• Isıl gerilmelerin yüksek olmayacağı parçalar (dişliler, dişli çarklar) için soğuk kaynak tercih edilir.

• Büyük ve kalın kesitli parçalar için sıcak kaynak tercih edilir.

•Gerek ön ısıtma ve gerekse kaynak ısısı etkisi ile dökme demire çok yüksek ısı girişi olduğundan çarpılma ve çatlamaya sebebiyet verme eğilimi yüksektir. Bu nedenle genellikle tamir amaçlı uygulanır.

•Temper dökme demire uygulanması diğer dökme demirlere göre daha problemlidir.

•Tamir amaçlı kaynakta önce yüzeyler hazırlanır. Kaynak genellikle yatay pozisyonda olur. Sıvı metal çok akıcı olduğundan metalin birleşmenin köküne girmesini sınırlamak için alta bir grafit plaka konur.

• Dökme demirin kaynağında da çeliğin kaynağında kullanılan ekipmanlar kullanılabilir. Üflece gelen asetilen oksijenden daha fazla olmalıdır. Oksijen fazlası kaynak dikişini gözenekli hale getirir.

• Dolgu metali (ilave metal) olarak daire , kare veya dikdörgen kesitli çıplak dökme demir (%3-3,6 C, %3-3,8 Si, %0,5-0,8 Mn, % 0,6max P, %0,1max S) çubuklar kullanılır. Dökme demir kaynak çubuğu ana metal ile mükemmel bir renk uyumu sağlar.

• Çubuk çapı kaynak edilecek parçanın kalınlığına bağlıdır. Kaynak yeri muhtelif kalınlıkta ise önce kalın kesitler kaynak yapılır. İyi bir kaynak için et kalınlığı 40 mm’den az olmalıdır.

• Gri dökme demir kaynağında gri dökme demir AWS Type RCI veya RCI-A kullanılır. RCI-A çubuklar RCI ya göre az miktarda Mg ve Ni içerirler ve kaynak metalinin sertliğini artırırlar. Bir miktar Ce içeren RCI-B tipi çubuk ise katılaşma sırasında grafitin aglomerasyonunu önler ve kaynak metalinin daha yumuşak olmasını sağlar.

• Kaynak çubuğuna P ilavesi ile akışkanlık artırılır. Cr ve Mo ilavesi kaynak metali sertliğini artırır. •Dökme demirin oksi-asetilen kaynağında, sıvı kaynak metalinde oksidi çözmek, akışkanlığını artırmak ve curuf oluşturmak amacıyla flaksa (dekapan) ihtiyaç vardır. Fluks soda külü, boraks veya borik asit ve diğer bileşiklerden ibaret olup, curufun kaynak dikişinden kolay ayrılmasını sağlar. •Önflakslı kaynak çubukları ticari olarak üretilmekte ise yaygın uygulama kaynak çubuğunu flaksa daldırdıktan sonra kaynak yapmaktır.

• Kaynak işleminden önce parça 500-600°C ısıtılır. İnce kesitli parçaların ön ısıtma sıcaklığı düşük tutulur. Ön ısıtma parçanın tamamına uygulanmalıdır.

•Kaynak metali küçük tutulmalıdır (1/8 inch’den az) Kaynak sırasında kaynak çubuğu hareket ettirilerek curufun yüzeye çıkması sağlanmalıdır.

•Çok pasolu kaynaklarda da kaynak işlemi 500-600°C’de yapılmalıdır.

•Kaynak tamamlandıktan sonra soğumanın çok düşük hızda olması sağlanmalıdır. Gerilme giderme tavlaması faydalıdır.

•Gri dökme demirler için önerilen kaynak sonrası ısıl işlem şöyledir; Kaynak sonrası parça hemen 600-650°C’deki fırına yerleştirilir ve 900°C’ye ısıtılır. Bu sıcaklıkta 2-4 saat tutulduktan sonra 700°C’ye soğutulur ve bu sıcaklıkta beş saat bekletilip, fırın içinde 600°C’ye soğutulur. Sonra fırından çıkarılır ve durgun havada oda sıcaklığına soğuması sağlanır.

Isı kaynağı, birleştirilecek parçaların yüzeylerini bölgesel olarak ergiten, elektrik arkıdır. Genellikle manuel, gaz metal ve özlü elektrod ark kaynak yöntemleri kullanılmaktadır.

Kaynak

Ön ısıtmaksızın (soğuk kaynak)

500-600°C’ye ön ısıtarak (sıcak kaynak)

250-300°C’ye ön ısıtarak (yarı sıcak kaynak)

Elektrod Elektrod türütürü

UygulamaUygulama AWS sınıfıAWS sınıfı

Karbon çeliği Manuel kaynak için örtülü elektrod ESt, E7018

Gaz metal ark kaynağı için çıplak elektrod E70S-2

%93 Nikel Gaz metal ark kaynağı için çıplak elektrod ERNi-1

%95 Nikel Manuel kaynak için örtülü elektrod ENi-CI, ENi-CI-A

53Ni-Fe Gaz metal ark kaynağı için çıplak elektrod ENiFe-CI

53Ni-45Fe Gaz metal ark kaynağı için özlü elektrod

55Ni-40Cu-4Fe Manuel kaynak için örtülü elektrod ENiCu-A

65 Ni-30Cu-4Fe Manuel kaynak için örtülü elektrod ENiCu-B

Bakır - Kalay Manuel kaynak için örtülü elektrod ECuSn-A

Bakır - Kalay Gaz metal ark kaynağı için çıplak elektrod ERCuSn-A

Bakır-Aluminyum Manuel kaynak için örtülü elektrod ECuAl-A2

Bakır-Aluminyum Gaz metal ark kaynağı için çıplak elektrod ERCuAl-A2

Dökme Demirin Ark Kaynağında Kullanılan Elektrodlar

Nikelli Elektrodlar:

• Dökme demirin ark kaynağında saf Ni, Ni-Fe, Ni-Cu-Fe alaşımları kullanılır.

•Nikelli elektrotların oluşturduğu kaynak metalinde çözünürlük sınırının çok üstünde karbon bulunur. Kaynak metali soğurken ve katılaşırken, fazla karbon çözeltiden dışarı itilir ve grafit olarak çökelir. Bu proses, katışama sırasında kaynak metalinin hacmini genişleterek büzülmeyi engeller. Böylece kaynak dikişinde ve ITAB’da kaliıntı gerilmeyi azaltır.

•Nikel güçlü bir kaynak bağı oluşturmak için daha az ısı gerektirir. Bu durum, kaynak dikişinde ve ITAB’da karbür oluşumunun önüne geçer.

•Gaz metal ark kaynağında özellikle ENi-CI ve ENiFe-CI kullanılmaktadır. ENi-CI elektrod ENiFe-CI elektroda göre daha düşük kaynak dikişi sertliğine sebep olur. Bu durum talaşlı işleme açısından önemlidir. Çok pasolu, yüksek mukavemet ve süneklik beklenen kaynak dikişlerinde, yüksek fosforlu ve sıcak yırtılma eğilimi yüksek dökme demirlerde, kalıntı gerilmenin yüksek olmasının beklendiği durumlarda ENiFe-CI elektrod kullanılır. Bu elektrodla dökme demirlerin, çeliğe, paslanmaz çeliğe ve nikel alaşımına kaynağı yapılabilir.

•Örtülü elektrod olarak Ni-Cu-Fe kullanılmaktadır. Bu elektrodların oluşturduğu kaynak metalinin çatlama riski yüksektir.

Çelik ElektrodlarÇelik Elektrodlar

E7018 ve ESt tipi elektrodlar talaşlı işlemenin ön planda tutulmadığı renk uyumunun önem taşıdığı tamirat işlemleri için tercih edilirler.

Ferritik matrisli küresel veya temper dökme demirlerin çeliğe kaynağında kullanılır. Ancak sıvı çelik kaynak metalinin katılaşma sırasında dökme demirden daha fazla büzülmesi kaynak arayüzeyinde kalıntı gerilme oluşturur.

Kaynak bölgesinin çekme veya eğilmeye zorlanmayacağı uygulamalarda çelik elekrod kullanımı sınırlıdır.

Bakır ElektodlarBakır Elektodlar

Kaynak metalinin yumuşak olması nedeniyle, soğuma sırasında kalıntı gerilme ve çatlak oluşumunu engeller. Dökme demir kaynağında iki tip (Cu-Sn ve Cu-Al) kullanılmaktadır. Cu-Al elektrodun oluşturduğu kaynak dikişi, Cu-sn’nin oluşturduğu kaynak dikişinden iki kat daha yüksek sertliktedir.

1. Kaynak tercihan nikelli elektrodlla yapılmalıdır. Özellike soğuk kaynak yapılacaksa mümkün olduğu kadar ince elektrod kullanılmalıdır.

2. Kaynak ağzı geniş olmalı, kalın kesitler çift V veya U kaynak ağzı ile iki taraftan kaynaklanmalıdır. Kaynak dikişinin genişliği elektrod çapının üç katından fazla olmamalıdır.

3. Kaynak bölgesi temizlenmelidir. Gres, yağ, boya, yüzey pastelleri ve talaşlı işleme yağlarının tümü, dökme demirini yüzey gözeneklerine nüfuz eder ve kirletir. Bu kirlilikler, döküm yüzeyi kaynak sıcaklığına ısıtıldığında gaza dönüşür ve kaynak metalinin içinde gaz kabarcıkları oluşturabilir.

4. Ark doğrudan döküm parça üzerinde oluşturulmamalıdır. Bu durum “Elmas Noktası” olarak adlandırılan sert, gevrek bir nokta oluşur. Ark kaynak yerine komşu küçük bir çelik levha üzerinde başlatıldıktan sonra kaynak yapılacak dökme demir parça üzerine getirilmelidir.

5. Akım düşük ve kaynak dikişi (elektrod çapının 4 katından az) kısa tutularak ısı girişi sınırlandırılmalıdır. Düşük kaynak ısısı ile dökme demirin ergitilmesi kaynak bölgesindeki gevrekleşmeyi en aza indirir.

6. Her zaman gerekli olmasa da ön ısıtma yapılmalıdır. Önısıtma kaynak sonrası üniform ve yavaş soğumayı sağlayacak, ITAB’ın martensite dönüşümünü engelleyecektir. Hızlı soğuma kaynak bölgesini sert, gevrek, çatlamaya hassas ve çok zor talaşlı işlenebilen duruma getirir. Ön ısıtma sıcaklığı dökme demirin çatlama hassasiyetinin arttığı (mavi gevreklik) sıcaklık aralığında (260-370°C) yapılmamalıdır. Ön tavlama sıcaklığı 200-300°C’de yapılırsa buna yarı sıcak kaynak denir.

7. Kaynak dikişi yuvarlak uçlu bir çekiçle hafifçe dövülmelidir. Bu işlemin amacı kaynak dikişinin tane yapısını inceltmek ve oluşabilecek kalıntı gerilmelerin seviyesini düşürmektir. Soğuk kaynak işleminde asla çekiçlenme yapılmamalıdır.

8. Dökme demirlerin kaynağında en az iki paso kaynak dikişi tavsiye edilir. Tampon Paso olarak adlandırılan ilk paso, soğuma hızından ve yüzey kirliliklerinden etkilenir. İlk pasoda aşırı gözeneklilik varsa, kaynak metali kaba şekilde taşlanır; böylece sonraki paso, döküm yüzeyindeki son pasonun altında kalır. Son pasonun hiçbir gözenek içermemesi gerekir. Gözeneklilik, kaynağın ilk pasosunda genellikle gözle görülür. Bazen Temper Paso olarak adlandırılan ikinci paso, seçilen kaynak alaşımının özelliklerini daha iyi ortaya koyacaktır.

9. Özellikle 40 mm’den kalın kesite sahip dökme demirler kaynak bağını güçlendirmek için saplama yapılması çok sık kullanılmaktadır. Kaynak ağzı açısı 60°’den büyük olur. Saplama olarak diş çekilmiş çelik çubuklar kullanılmaktadır. En küçük efektif saplama çapı 10 mm’dir. Saplamalar, ITAB’ı tamamen geçecek ve esas metale en az 20 mm nüfuz etmeye yetecek uzunlukta olmalıdır.

Temper Dökme Demir Kaynağı

Sıcak kaynak yönteminde parçaya işlemden önce 300-400°’lik bir ön ısıtma uygulanır ve kaynak sonrası parça yavaş soğumaya bırakılır.

Bu dökme demirlere kaynak temperleme ısıl işlemi öncesinde yapılırsa kaynak dikişi temperleme ısıl işlemi sonrasında istenen özelliği kazanır.

Temperleme ısıl işlemi sonrasında yapılan kaynak, sementit çökelmesi sonucunda kaynak bölgesinde aşırı sertlik ve kırılganlığa sebebiyet verebilir.